Structuri de control – secvențială și alternativă

Elevii învață să descrie și să implementeze algoritmi cu structuri liniare și de decizie.

Structura secvențială (liniară)

Structura secvențială este cea mai simplă structură de control: instrucțiunile se execută una după alta, în ordinea scrierii, fiecare exact o dată, fără sărituri și fără repetări. Este drumul drept al unui algoritm: citire → calcul → afișare.

Exemplu în pseudocod — media a două note:

• citește n1, n2
• m ← (n1 + n2) / 2
• scrie m

Trei instrucțiuni, executate în ordine, fiecare o singură dată. În schema logică, structura secvențială arată ca o coloană de blocuri legate prin săgeți, de sus în jos, fără niciun romb.

De ce contează ordinea? Pentru că schimbarea ei strică rezultatul: dacă am scrie m înainte de a-l calcula, am afișa o valoare neinițializată; dacă am calcula media înainte de citirea notelor, am folosi valori care nu există încă. Întrebările de test dau adesea aceleași instrucțiuni amestecate și cer ordinea corectă — criteriul este mereu același: o variabilă trebuie să primească valoare înainte de a fi folosită.

Atenție și la paranteze în expresii: media este (n1 + n2) / 2, cu paranteze. Scrierea n1 + n2 / 2 calculează întâi împărțirea (regula ordinii operațiilor!) și dă alt rezultat — capcană aritmetică frecventă în subiecte.

Structura alternativă simplă: dacă – atunci – altfel

Structura alternativă (de decizie) permite algoritmului să aleagă între două drumuri, în funcție de o condiție — o propoziție care poate fi doar adevărată sau falsă. În pseudocod:

• dacă condiție atunci instrucțiuni1 altfel instrucțiuni2

Execuția: se evaluează condiția; dacă e adevărată, se execută doar ramura atunci; dacă e falsă, doar ramura altfel. Niciodată ambele — acesta este punctul verificat obsesiv la teste.

Exemplu — cel mai mare dintre două numere:

• citește a, b
• dacă a > b atunci scrie a
• altfel scrie b

Ramura altfel este opțională: forma „dacă–atunci” simplă face ceva doar când condiția e adevărată, iar când e falsă nu face nimic și merge mai departe (de exemplu: dacă nota < 5 atunci scrie „corigent”).

În schema logică, decizia se desenează în romb, din care ies două săgeți etichetate da și nu; cele două ramuri se reunesc apoi într-un singur drum.

Condițiile folosesc operatorii de comparare: < (mai mic), > (mai mare), <= (mai mic sau egal), >= (mai mare sau egal), = (egal) și ≠ (diferit). Capcană de citire: „a >= 10” este adevărată și pentru a = 10 — elevii pierd puncte tratând „mai mare sau egal” ca pe un simplu „mai mare”.

Condiții compuse: ȘI, SAU, NU

Deseori decizia depinde de mai multe condiții simultan. Condițiile simple se leagă cu operatorii logici:

• ȘI (și logic) – condiția compusă este adevărată doar dacă AMBELE condiții sunt adevărate: „x > 0 ȘI x < 10” este adevărată doar pentru numerele dintre 1 și 9 (strict între 0 și 10);
• SAU (sau logic) – condiția compusă este adevărată dacă cel puțin una dintre condiții este adevărată: „x < 0 SAU x > 100” este adevărată pentru -5 și pentru 200, dar falsă pentru 50;
• NU (negația) – inversează valoarea de adevăr: NU(x > 5) este totuna cu x <= 5.

Greșeala cu cele mai multe victime: negarea condițiilor. Negația lui „x > 5” este „x <= 5”, NU „x < 5” — cazul de egalitate trebuie să ajungă exact pe una dintre ramuri. La fel, contrariul lui „a = b” este „a ≠ b”.

A doua capcană clasică: intervalele. „x este între 3 și 7” se scrie x >= 3 ȘI x <= 7 — cu ȘI, pentru că ambele margini trebuie respectate simultan. Scrierea cu SAU (x >= 3 SAU x <= 7) este adevărată pentru orice număr, deci condiția nu mai filtrează nimic. Regulă practică: interval = ȘI; „în afara intervalului” = SAU.

Exemplu integrat: un elev promovează dacă „media >= 5 ȘI nota_purtare >= 6”. Cu media 9 dar purtare 4, condiția ȘI este falsă — nu promovează, oricât de tentant ar părea SAU-ul.

Structura alternativă multiplă și decizii imbricate

Când alegerea se face din mai mult de două variante, folosim structura alternativă multiplă sau decizii imbricate (un dacă în interiorul altui dacă).

Exemplul standard — semnul unui număr (trei variante: negativ, zero, pozitiv):

• citește x
• dacă x < 0 atunci scrie „negativ”
• altfel dacă x = 0 atunci scrie „zero”
• altfel scrie „pozitiv”

Execuția testează condițiile în ordine: prima condiție adevărată își execută ramura, iar restul se ignoră. Dacă x = -3, se afișează „negativ” și algoritmul nu mai verifică nimic altceva.

Alt exemplu frecvent: calificativele. Dacă media >= 9 → „foarte bine”; altfel dacă media >= 7 → „bine”; altfel dacă media >= 5 → „suficient”; altfel → „insuficient”. Observă subtilitatea care se punctează: pe ramura „bine” nu mai e nevoie de condiția „media < 9”, pentru că acolo se ajunge doar dacă prima condiție a fost falsă — altfel-ul o garantează deja.

La deciziile imbricate, fiecare altfel se leagă de cel mai apropiat dacă fără altfel — la urmărirea execuției pe hârtie, alinierea (indentarea) rândurilor arată împerecherea corectă.

Greșeala tipică în construcțiile în trepte: ordinea condițiilor. Dacă începi cu „media >= 5 → suficient”, un elev cu media 10 primește tot „suficient”, pentru că prima condiție adevărată câștigă. La praguri, condițiile se așază de la cel mai restrictiv la cel mai puțin restrictiv (sau invers, coborând), niciodată amestecat.

Urmărirea execuției și aplicații rezolvate

La evaluare, cel mai des se dă un algoritm cu decizii și se cere ce afișează pentru anumite date de intrare. Metoda sigură: tabelul de urmărire — execuți pas cu pas și notezi valoarea fiecărei variabile și valoarea de adevăr a fiecărei condiții.

Exemplu rezolvat:

• citește a, b (se citesc 4 și 9)
• dacă a > b atunci m ← a altfel m ← b
• dacă m ≠ a atunci scrie „al doilea” altfel scrie „primul”

Urmărire: a = 4, b = 9. Prima decizie: 4 > 9 este fals, deci m ← b, adică m = 9. A doua decizie: m ≠ a înseamnă 9 ≠ 4, adevărat, deci se afișează „al doilea”.

Alte aplicații care trebuie stăpânite la această clasă:

• paritatea: un număr n este par dacă restul împărțirii la 2 este 0 (n împărțit la 2 dă rest 0); altfel este impar;
• maximul a trei numere: se compară primele două, iar câștigătorul se compară cu al treilea — două decizii înlănțuite;
• divizibilitatea: n este divizibil cu k dacă restul împărțirii lui n la k este 0.

Sfaturi verificate de punctaj: citește condiția exact (>= nu este >); execută doar ramura corespunzătoare valorii de adevăr; nu executa niciodată ambele ramuri; și nu te opri din urmărire la prima decizie — subiectele înlănțuie de obicei două-trei decizii tocmai ca să vadă dacă duci execuția până la capăt.

Test — 6 întrebări ca la examen